1. Objetivo
1.1. Estudiar en forma experimental el transistor bipolar (BJT), las diferentes polarizaciones, operación en alterna, configuraciones y limitaciones.
1.1.1. Adjunto datos del informe final
2. EL TRANSISTOR BIPOLAR POLARIZACIÓN Y GANANCIA
3. Cuestionario Parte Final
3.1. 1. Presente las mediciones efectuadas en cada circuito , dibujando en una hoja completa, con el diseño original
3.1.1. "Para una mejor comprensión de los resultados obtenidos, se presenta a continuación un registro detallado de las mediciones realizadas en cada uno de los circuitos. A fin de proporcionar una perspectiva clara y concisa, cada medición ha sido efectuada conforme al diseño original, el cual se reproduce en una hoja completa. Este esquema no solo ilustra la disposición precisa de los componentes y conexiones, sino que permite una apreciación visual directa de la configuración en la cual se llevaron a cabo las mediciones. De esta forma, cada parámetro registrado refleja fielmente el comportamiento del circuito en su estado original, facilitando un análisis exhaustivo de su funcionamiento y posibles áreas de optimización."
3.1.1.1. A. Diseño original del Circuito 1 (Parte 1 ).
3.1.1.1.1. B. Diseñor Original del Circuito 1 (Parte 2)
3.2. 2. Dibuje las rectas de carga a partir de la tabla llenada en una sola hoja , para poder hacer comparaciones
3.2.1. Con el fin de facilitar una comparación visual y precisa de los resultados obtenidos, se procederá a representar las rectas de carga derivadas a partir de los datos tabulados. Estas gráficas se concentrarán en una sola hoja para resaltar las variaciones y tendencias entre cada conjunto de mediciones. Este enfoque permitirá identificar, de manera clara y concisa, las diferencias y puntos de intersección entre las rectas, proporcionando así una base sólida para el análisis comparativo y la interpretación detallada del comportamiento del circuito bajo distintas condiciones de carga.
3.2.1.1. A. Calculos de las rectas de carga (Q) :
3.2.1.1.1. B. Tabla final de las rectas de carga(Calculadas) :
3.3. 3. Explique los puntos Q obtenidos y las variaciones de las rectas de carga DC
3.3.1. Se presenta a continuación un análisis exhaustivo de los puntos de operación Q obtenidos, así como de las variaciones observadas en las rectas de carga en corriente continua (DC). Cada punto Q, definido en el contexto de las condiciones de polarización y carga del circuito, refleja el equilibrio en el cual el dispositivo opera de forma estable bajo las condiciones dadas. La comparación de estos puntos Q permite entender mejor las influencias de los cambios de carga sobre el rendimiento del circuito y su respuesta en condiciones de variación de voltaje o corriente. Asimismo, las variaciones en las rectas de carga DC destacan las características de comportamiento dinámico del circuito, proporcionando información valiosa sobre su rango de operatividad y posibles áreas de optimización. Este análisis visual y cuantitativo de los puntos de operación y las rectas de carga DC es esencial para un diseño eficiente y un rendimiento óptimo del sistema.
3.3.1.1. Explicando los puntos Q de la experiencia obtenida
3.3.1.1.1. Al incrementar las resistencias de base o R2, se observa un aumento en la corriente de base Ib, lo cual provoca un desplazamiento del punto de operación Q a lo largo de su correspondiente recta de carga. Este cambio lleva a un incremento en la corriente de colector en ICQ y a una reducción en el voltaje VCE , Dichos ajustes se reflejan en los puntos de operación Q1,Q2 Y Q3, evidenciando cómo el circuito responde a las variaciones en la resistencia de base.
3.3.1.1.2. Las variaciones en las rectas de carga son el resultado de cambios en la pendiente, la cual depende de la relación (Rc//Re) Esto implica que cualquier ajuste en Rc o Re modifica directamente la inclinación de la recta de carga, generando así una nueva configuración de funcionamiento en el circuito.
3.3.1.1.3. Los puntos Q1,Q4 Y Q5 presentan una resistencia de base similar, aunque con distintas resistencias RC. Esto sugiere que la corriente de base Ib es prácticamente la misma en los tres puntos, dado que la variación en RC no afecta significativamente el valor de IB. Estos puntos permiten observar cómo la resistencia del colector influye en el circuito mientras se mantiene una corriente de base casi constante.
3.4. 4. Trace nuevamente la recta de carga DC y AC , verifique la Vo máxima obtenida sin distorsión . Explique
3.4.1. Trazado de recta DC y AC (ver figura )
3.4.1.1. La gráfica muestra las rectas de carga DC y AC con diferentes pendientes, indicando cómo las resistencias RC , RE y RL afectan la operación del circuito. El punto Q representa el equilibrio en condiciones DC, y a partir de él sedefine el rango de oscilación de la señal AC sin distorsión. La amplitud máxima de salida sin distorsión ha sido calculada, permitiendo verificar la capacidad del circuito para operar en su región lineal. En resumen, las resistencias y el punto de operación son clave para controlar el comportamiento del amplificador tanto en DC como en AC.
3.4.1.1.1. Si seguimos aumentando la tensión en la señal de entrada vemos que según la recta dinámica AC el voltaje de salida se corta debido a que la recta de carga AC no permite esas valores de tensiones
3.5. 5. Explique la ganancia Avo del paso 6.
3.5.1. Imagen del paso 6 (Ver figura) :
3.5.1.1. La imagen muesta un calculo de la ganancia de voltaje Avo, que se obtiene como el cociente entre el voltaje de salida Vo y el voltaje de entrada Vi. En este caso , se tiene : . Vo = 35 mV - . Vi = 48 mV , al dividir Vo entre Vi, obtenemos una ganancia Av ≈ 0.73
3.5.1.1.1. Av ≈ 0.73
3.6. 6.Compruebe teóricamente la ganancia de la configuración de Base Común, y explique los incovenientes acontecidos
3.6.1. Configuración Base Comun (Ver figura) :
3.6.1.1. La base actúa como elemento común a los circuitos de entrada y de salida que siempre están en fase. El circuito presenta una baja impedancia de entrada y una alta impedancia de salida . Normalmente la ganancia de voltaje es alta y la ganancia de corriente menor a la unidad . En el circuito de la simulación se observa que las señales de entrada y salida están en fase ; sin embargo , la ganancia es muy bajo . Esto se debe a la impedancia que presenta la entrada y la salida al armar los circuitos en el protobard
3.7. 7. Explique la configuración Colector Común , los valores esperados y las aplicaciones de ella
3.7.1. Configuración Colector Común (Ver figura ) :
3.7.1.1. La señal se introduce por la base a tráves de Ci y se extrae por el emisor a través del capacitor CO. El colector es el elemento común a las señales de entrada y salida que siempre entán en fase . Este amplificador se caracteriza por tener una alta impedancia de entrada y salida. La gancia de voltaje es siempre menor a 1 .
3.7.1.1.1. Aplicaciones
3.8. 8. Observaciones y conclusiones
3.8.1. Observaciones
3.8.1.1. En el osciloscopio, al observar el circuito 1, se aprecia que la tensión de salida experimenta una amplificación significativa. Sin embargo, se nota que la señal de la onda presenta un desfase respecto a la señal de entrada. Este fenómeno indica no solo un aumento en la amplitud de la señal, sino también una alteración en su fase, reflejando el impacto de los componentes y la configuración del circuito en el comportamiento temporal de la señal.
3.8.1.1.1. Al desconectar el condensador de desacoplamiento en el circuito 1, se observa que la amplificación de la tensión disminuye de manera drástica, llegando a ser prácticamente inexistente. Esto indica la importancia crucial del condensador de desacoplamiento en la etapa de amplificación, ya que su ausencia limita severamente la ganancia del circuito, afectando la transmisión de la señal alterna y manteniendo casi sin amplificar la señal de salida.
3.8.2. Conclusiones
3.8.2.1. Las rectas de carga DC proporcionan información util cuando queremos hallar el valor de la corriente base y tambien ver las variaciones del ICQ con respecto a VCE
3.8.2.1.1. En el circuito 2 el resistor 1k que se encuentra conectado en serie a la tensión de entrada hace que la ganancia se vea reducida, experimentalmente si esta resistencia se reduce se logra apreciar una alta ganancia